太阳系各行星几乎在同一平面——100个科学问题之22

海云青飞 https://www.tuenhai.com 20190613

为什么太阳系行星为什么在一个平面?

可以把太阳系视为一个自转的球体,太阳是自转的中心,各行星是太阳的手臂,在离心力的作用下,各行星倾向于排列在同一个平面

你可以做一下实验,你在原地自转起来,随着你自转速度的加快,这时两手就会倾向于和地面平行,两手和心脏基本在同一个平面,心脏就相当于太阳,两手就相当于各行星

海云青飞 https://www.tuenhai.com 认为,八大行星公转轨道几乎在同一平面上,在作用上来说可以使太阳系的动态结构更加平衡,否则地球就难以进化出升物,人类自然也不会出现了。你可以假想你的右手长在后背上,这样的话你的身体就不容易保持平衡了

如果太阳系的行星非常多,那么各行星不在同一平面也是有可能的。用人来比喻,如果人有几十只手,那么手朝各个方向长也是可以保持身体平衡的

22 为什么所有行星的轨道都近似地位于一个平面上?

《你知道吗?——现代科学中的100个问题》

阿西莫夫著 暴永宁等译 碧声扫 https://www.tuenhai.com 整理

对于行星都在同一个轨道平面内这一点,最合理的天文学推测是:它们是由同一薄层物质生成的

目前流行的理论认为,太阳系原先是一团巨大的尘埃和气体,最开始时是旋转的球体。在它本身所具有的重力影响下,它逐渐凝聚起来,因此旋转会加快,以保持角动量的守恒

随着这团星云越来越凝聚,转得也越来越快,由于离心力的作用,一部分物质会被从赤道平面上甩出去。这部分被甩出去的物质只占整体的百分之几,它们在星云中心的主体位置外围形成一个巨大的薄层。由于某种原因(至于具体是什么原因,大家还没有一致的看法),从这一薄层物质中,又凝聚出各个行星,而星云的中心主体则变成了太阳,各行星在原来的薄层的位置上继续运转。正因为如此,它们几乎都在同一个平面——太阳的赤道平面上旋转

由于同一个原因,各行星在凝聚的过程中所形成的各个卫星,一般也都在同一个平面上,它们也与各个行星的赤道平面相合

至于例外的情况,则被认为是整个太阳系形成许久以后发生的剧烈变故造成的。冥王星在与地球运转平面成十七度角的平面上运行(其它各行星都没有这样倾斜的轨道)。有些天文学家认为,冥王星原先可能是海王星的一颗卫星,后来有某种大变故使它摆脱了海王星。海王星目前的一颗最大的卫星“特瑞敦”并不在海王星的赤道平面上运行,这也是这颗行星发生过大灾变的另一个证据

木星有七颗位于外围的小卫星不在它的赤道平面上。土星的最外面一颗卫星也是这样。这些卫星可能在形成太阳系时都不是在它们目前所处的位置上形成的,而是很久以后才被这些大行星俘获过来的小行星

在火星和木星之间运行的小行星当中,有许多小行星的轨道平面都有很大的倾角,这也同样是发生过灾变的迹象。这些小行星原先很可能是一颗和各行星在同一个平面里运行的较小的行星。在太阳系形成后许久,可能是一次爆炸或一系列爆炸使这颗苦命的行星裂成许多小块,走上各自的轨道,其中有许多和原先的轨道大不相同

彗星有各种各样的运行平面。对此,有些天文学家认为,在太阳系的边远处——离太阳大约有一光年上下——存在着一个延伸得很远的彗星星云。它们很可能是在发生普遍的收缩和赤道平面上出现薄层物质之前、就由原先的球状星云的外层凝聚成的星体

当一颗彗星由于偶然的机会,从这个球层上掉了下来,落入太阳系内部时(这可能是由于遥远恒星的引力影响),它就会在任何一个平面上绕太阳运行起来

阿西莫夫《你知道吗?——现代科学中的一百个问题》科学普及出版社 1984年

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